附件1“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动（金属非金属矿山领域）试点示范实施方案（首钢矿业公司杏山铁矿）安全监管总局规划科技司2015年12月- 2 -一、试点示范概况1.企业基本情况。

（企业性质、所属行业领域、主要经营范围、产量、营业额等。

）首钢矿业公司杏山铁矿地处河北省迁安市木厂口镇，在册职工678人，前身是首钢矿业公司大石河铁矿的一个露天采矿车间，为开发深部矿产资源，2006年7月开始露天转地下开采，2011年7月底建成、投产。

开拓方式为主副井、斜坡道联合开拓，井下采用两翼对角抽出式通风系统。

采矿方法为无底柱分段崩落法，分段高度18.75m，进路间距20m。

杏山铁矿坚持创新引领，综合运用三网融合技术、无线定位技术、远程遥控技术，实现了机械化、自动化的高度融合。

初步建成集开拓掘进、回采爆破、提升碎运、通风排水、喷浆支护为一体的全流程现代化地下矿山。

2014年5月，在国内首家通过了国家安全监督管理总局“地下金属矿山数字化建设示范工程”验收。

2.试点示范环节基本情况。

（机械化自动化改造的关键环节、重点部位情况。

）（1）机械化、自动化建设基本情况。

杏山铁矿在建矿之初，首钢矿业公司本着建立一流现代化地采矿山，坚持高起点、高标准，建设好首家露天转地下开采矿山，为今后地下开采积累经验、培养人才。

一是设备选型立足国内外一流，对比、选择机械化程度较高的地采设备，为实现地采本质安全提供有力保障；二是充分运用自动化、信息化手段，强化地下开采过程控制，完善安全保证体系，把杏山铁矿建设成为示范矿山。

①坚持“机械化换人”，积极采用国内、外先进设备设施。

杏山铁矿现有各类设备设施610台套。

35台单体设备中，进口设备有27台，占77.1%。

其中：主井采用箕斗提升，JKM- 4×6E型提升机，采用德国西门子公司自动控制系统；矿石破碎选用瑞典山特维克生产的CJ815颚式破碎机；开拓掘进使用瑞典阿特拉斯公司生产的6台281掘进台车；出矿使用美国卡特公司生产的5台R1300G 井下柴油铲运机；穿孔设备使用瑞典阿特拉斯公司生产的5台1354中深孔凿岩台车，回采出矿使用瑞典山特维克公司生产的4台1400E 电动铲运机；喷浆支护采用芬兰挪曼尔特公司生产的1台1050 WPC混凝土喷射台车、3台水泥罐车，锚网支护使用- 3 -瑞典阿特拉斯公司生产的1台235锚杆台车。

通过采用国内外大型机械化先进地采设备，提高了工作效率，从投产之初就减少了井下作业设备、人员的配置，以机械化生产替换人工作业，确保了井下作业本质安全。

另外，为彻底消除井下二次爆破破坏巷道顶板稳固性，及周边人员安全等安全风险，2014年2月份，投资310万元，引进1台加拿大BTI公司生产的BX30型移动式液压碎石台车，用于处理采区大块，彻底结束了采场人工二次爆破处理大块的历史，实现大块处理本质安全；今年2月份，投资520万元，与北京北矿亿博科技有限责任公司合作，成功研制了乳化炸药井下混装车。

台车具备电脑控制送管深度、自动显示药量、机械化自动送管与装药等功能，攻克了国内自动向上装药无法超过40米的难题。

设备投入后，不仅降低了劳动强度，而且让从业人员远离作业面，实现“机械化换人、自动化减人”，达到回采装药本质安全。

减少爆破工14人，爆破大块率由2.8%降到2.5%，下降0.3个百分点。

②坚持“自动化减人”，不断完善矿山机械化、自动化技术装备。

杏山铁矿通过应用自动化控制、远程遥控技术，自主研究、开发建成采矿生产过程自动化控制系统，把地采生产组织转为地面集中管控，实现管控一体化，最大限度减少井下操作人员，既提高生产作业效率，又推进了地采本质化安全建设。

投资282.81万元，与计控室联合开发，自行设计、自主实施电机车远程遥控驾驶系统，将机械、电气、通讯、自动化控制、计算机等技术有机合成，形成主控室操作、远程遥控放矿、放矿视频监视、电机车远程操控、远程操控自我保护5个硬件管理系统，以及机车、运行、装矿、卸矿4个软件管理单元，实现网络化、数字化、可视化的生产运行模式。

电机车运行由井下驾驶变为地表远程操控，不仅改善了岗位工作环境，降低安全风险，而且将电机车驾驶、溜井放矿两个岗位合二为一，优化了劳动组织，井下操作岗位减少16人。

该项目，在2014年获得中国冶金矿山科学技术一等奖，2015年被国家安全监督总局作为新型安全技术及装备进行推广。

投资123.31万元，将地表总长2300米的18条干选皮带，从原设计的现场操作改造为主控室集中控制，实现远程启、停皮带。

实施远程操控后，取消现场看护性岗位，减少24名从业人员，使职工彻底脱离噪声、粉尘职业危害的作业环境。

投资153.1万元，与计控室联合开发、建立主斜坡道信号自动控制系统，在全- 4 -长2500米的主斜坡道单行线上，安装34个信号灯、68个压感线圈，采用帕累托最优控制原理，上、下行车辆车轮碾压压感线圈后，信号灯自动变换，控制车辆运行。

系统的投入保证了出入井车辆有序会车，实现车辆安全运行，提高了车辆运行效率。

投资358.57万，对井下通风、排水、供电系统进行改造、完善，实现通风系统4个机站的9台风机、井下-330m水仓10台450m3高压水泵以及井下变配电硐室配电柜分、合闸由地面生产指挥中心集中监控、远程开停。

系统的投入，降低了井下作业风险，取消了井下3个风机站、2个水泵站的10名看管性岗位；提高了应急反应速度，通过井下配电柜分合刀闸远程操控，在井下发生火灾、触电等紧急情况时，能在第一时间迅速切断电源，防止事态扩大。

③利用数字化、信息化手段，不断提升地采安全管理水平。

为提高井下减灾救援能力，杏山铁矿立足生产组织、安全管理现状，运用自动化、信息化、数字化等控制管理手段，自主研发、建成“安全避险”六大系统。

为了便于集中、统一管理，将六个子系统整合在一个平台上。

该平台与首钢矿业公司内部网页连接，仅需输入IP地址即可进入安全避险“六大系统”主界面，登陆查看运行情况；点击进入分系统进行语音、图像、数据等资料的实时、历史数据的查询；投资144万元，在建立人员定位系统的基础上，运用人员出入地铁口的“检票原理”，在主斜坡道硐口、副井出入口位置设置了井口封闭系统，实现了出入井人员、车辆信息的全面掌控；投资86万元，于2015年3月底建成地压监测系统，通过在-143m、-180m两个水平设置地压监测传感器，对回采、掘进作业水平巷道顶板地压、位移变化情况进行实时监控。

不仅为确定巷道支护形式提供技术支持，而且当顶板出现异常情况时还能发出预警响应，有效遏制了顶板冒落、片帮砸设备、伤人事故发生。

（2）与建设目标存在的差距。

近几年，杏山铁矿虽然在机械化、自动化、数字化矿山建设方面取得了一些成绩，但距国家安监总局、北京市安监局的要求还存在很大的差距，集中表现为，流程系统主体设备虽已实现自动化集中控制，但智能化程度还不够，另外主流程以外部分点位仍未能实现自动控制，单体设备自动化程度较低，集中控制能力不完善。

主要需要完善以下几个方面。

①电机车尚未实现自动运行。

目前，虽然实现了电机车地面远程遥控功能，但是与自动运行还有一定差距，下步计划进行电机车精准定位、电机车自动升降弓的- 5 -二、建设目标与考核指标- 6 -现在的入选矿石品位稳定率85.5%提高至88%。

（4）提高电机车台时效率。

由224.72吨/小时提高至234吨/小时，提高4～5%。

2.形成企业标准、规范的数量。

标准：《杏山铁矿20T电机车自动化远程遥控系统标准》、《杏山铁矿圆筒仓远程放矿系统标准》、《杏山铁矿风水电自动控制系统标准》、《杏山铁矿皮带无人值守系统标准》、《杏山铁矿主斜坡道车辆控制系统标准》、《杏山铁矿井口封闭系统标准》规范：《杏山铁矿20T电机车自动化远程遥控系统管理办法》、《杏山铁矿圆筒仓远程放矿系统管理办法》、《杏山铁矿风水电自动控制系统管理办法》、《杏山铁矿皮带无人值守系统管理办法》、《杏山铁矿主斜坡道车辆控制系统管理办法》、《杏山铁矿井口封闭系统管理办法》3.形成可推广、可复制的先进技术、工艺、方法等方面的数量。

（1）20T电机车自动化远程遥控系统技术、工艺：井下电机车地面远程遥控系统技术、工艺；井下电机车地面远程操装矿技术、工艺；（2）圆筒仓远程放矿系统技术、工艺；（3）风水电自动控制系统技术、工艺；（4）皮带无人值守系统技术、工艺；（5）主斜坡道车辆控制系统技术、工艺；（6）井口封闭系统技术、工艺。

三、主要任务- 7 -机车精确定位，从而实现电机车在固定点位自动升降受电弓功能；对电机车测试传感器进行改造升级，在提高车速检测精度基础上，与现场位置检测开关进行对比校正，实现电机车安全距离检测停车；同时，根据不同区间对车速的限制要求，实现不同区间不同车速的自动行驶功能。

（2）采区局扇的地面远程遥控计划选取两个点位进行局扇远程操控试验，利用采场内的WIFI无线机站，将局扇的设备运行参数信息传递至生产指挥中心，实现地表对井下局扇的远程开停机操作，以及运行状态的实时监控。

（3）筒仓远程放矿对8台放矿机放矿闸口安保设施、放矿闸口控制系统进行改造，增加视频监视信号，远程操作放矿机，既改善岗位工作环境，又提高放矿效率。

（4）完善数字开采系统进一步运用矿业软件实现基础信息数字化和资源共享，三维显示地质模型、矿床开拓系统、采场开采计划的时空安排，提升矿山测量、地质、采矿技术工作水平和效率。

（5）完善生产执行系统运用信息化手段，进一步完善生产监控平台，将采场、流程、风水电的管理全部纳入其中，形成高效顺畅、集成共享、智能化的现代化执行平台，提高企业运行效率，提升决策支持水平。

2.机械化自动化改造主要工作内容。

（1）升级电机车地面远程遥控驾驶技术，进一步提高车辆运行安全性，降低岗位人员劳动强度。

针对现有传统电机车的实际情况，一方面对电机车硬件改造的设计选型需要进行完善，主要包括：电机车受电弓气路和可靠性的完善；电机车速度检测设备精度的提升；电机车精确定位位置校正设备的选型和可靠性的比较；在防水闸门、卸矿站出入口、各溜井处安装车辆检测装置；另一方面在信集闭系统上，增加安全区间、升降弓点位，系统实现机车在巷道内位置情况根据巷道整体区段划分进行分段行驶距离累计，并在每个分段处进行校正，从而减少电机车位置误差。

使用车辆检测装置和系统所计算电机车位置进行双重判断，提高车辆运行期间的定位精确性，确保- 8 -电机车自动升降弓的准确性，实现电机车安全、可靠运行。

（2）采区局扇的地面远程遥控。

采区局扇以前均由井下工人现场手动开停，主控室无法掌控其运行情况。

为科学调配局扇开动，需完善采区的无线通讯系统，将采区局扇增加无线通讯控制功能，实现采区局扇与地面主控室的无线通讯，达到主控室按需通过无线操控井下采区局扇的开停，科学调节井下采区通风。